Canali BCCH e TCH nelle reti GSM: Ruoli e Funzioni
In questa guida approfondita analizziamo i canali BCCH e TCH utilizzati nelle reti GSM, concentrandoci sulle rispettive funzioni, sulla struttura e sul loro ruolo essenziale nella gestione delle comunicazioni mobili. Comprendere il funzionamento di questi canali è fondamentale per chi opera nel campo delle telecomunicazioni, specialmente nell’ambito della configurazione e dell’ottimizzazione delle reti cellulari.
Struttura della rete GSM: un contesto necessario
La rete GSM è organizzata in modo da suddividere i compiti tra canali logici, trasportati sui canali fisici. I canali logici si distinguono principalmente in due categorie: canali di segnalazione (come il BCCH) e canali di traffico (TCH). Ogni categoria ha una funzione precisa nell’assicurare sia la qualità del servizio, sia l’efficienza della rete nel complesso.
Canali BCCH: Broadcast Control Channel
Il BCCH (Broadcast Control Channel) è un canale logico utilizzato per trasmettere informazioni di sistema fondamentali da parte della stazione base (BTS) a tutti i terminali mobili (MS) nell’area di copertura. Questo canale è trasmesso in maniera continua e non è assegnato a nessun utente specifico. La sua funzione è cruciale per l’accesso alla rete, per il roaming e per la selezione della cella.
Una delle peculiarità del BCCH è che deve essere trasmesso su una frequenza statica con potenza costante, proprio per garantire la disponibilità continua e l’affidabilità di questi messaggi di sistema. Senza la corretta ricezione del BCCH, un terminale mobile non può accedere alla rete GSM.
Canali TCH: Traffic Channel
I canali TCH (Traffic Channel) sono invece dedicati al trasporto del traffico utente, sia voce che dati. A differenza del BCCH, i TCH vengono assegnati dinamicamente a un terminale mobile al momento della chiamata o della sessione dati. Ogni canale fisico può essere suddiviso in otto time slot, permettendo la condivisione efficiente delle risorse radio attraverso la tecnica TDMA.
Esistono due tipi principali di TCH:
- TCH/F: Canale a piena velocità (Full Rate), utilizzato per le normali conversazioni vocali.
- TCH/H: Canale a mezza velocità (Half Rate), che consente di raddoppiare il numero di chiamate gestibili su una stessa portante.
| Tipo di TCH | Larghezza di banda | Utilizzo principale |
|---|---|---|
| TCH/F | 13 kbps | Chiamate vocali standard, dati a velocità media |
| TCH/H | 5.6 kbps | Voce compressa, ottimizzazione della capacità |
La gestione del TCH include anche il supporto alla mobilità, in particolare nel momento in cui l’utente si muove da una cella all’altra. Il coordinamento tra le celle durante il handover garantisce che il canale TCH sia mantenuto o trasferito senza interruzioni significative.
Funzioni specifiche e interazione tra BCCH e TCH
Il BCCH prepara il terreno per l’utilizzo dei canali TCH. Senza la ricezione del BCCH, il terminale non saprebbe quali frequenze monitorare o come comportarsi per avviare una comunicazione. Dopo l’accesso iniziale e il completamento della procedura di autenticazione, la rete assegna un TCH specifico per la sessione.
In pratica, il BCCH funge da “segnaletica stradale” che orienta il terminale, mentre il TCH rappresenta la corsia su cui effettivamente si viaggia. Entrambi sono essenziali e complementari nella struttura della rete GSM.
Esempio pratico: avvio di una chiamata
Quando un utente accende il telefono, quest’ultimo esegue la scansione delle frequenze alla ricerca del BCCH più forte. Una volta identificata una cella, riceve i parametri di rete e si registra. Al momento della chiamata:
- Il terminale invia una richiesta su un canale di accesso.
- La rete risponde assegnando un TCH libero.
- La comunicazione viene stabilita sul TCH designato.
Durante la chiamata, se il segnale della cella corrente peggiora, il terminale riceve dal BCCH la lista delle celle adiacenti e, attraverso procedure di measurement reporting, la rete decide se effettuare un handover su un altro TCH in una cella vicina.
Gestione delle risorse radio e ottimizzazione
Nel dimensionamento di una rete GSM, la distribuzione dei canali BCCH e TCH deve essere pianificata accuratamente. Un numero eccessivo di TCH senza un’adeguata copertura BCCH può portare a problemi di accesso alla rete. Allo stesso modo, un BCCH mal configurato può ostacolare il roaming, influenzando negativamente la qualità del servizio.
Le tecniche di frequency hopping, il controllo dinamico della potenza e la distribuzione delle portanti BCCH nei cluster di celle servono a massimizzare la capacità della rete e a ridurre le interferenze.
Conclusione
La distinzione tra canali BCCH e TCH è centrale nella comprensione dell’architettura GSM. Il BCCH guida il terminale e gli permette di entrare in rete, mentre il TCH è la strada che porta il traffico dell’utente. La loro sinergia è ciò che rende stabile ed efficiente la rete, sia per chiamate vocali che per il traffico dati.
Per approfondire come avviene il passaggio tra celle durante la comunicazione, ti consiglio di leggere l’articolo dedicato all’handover nelle reti GSM.